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水泥生产全解

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水泥生产全解

发布日期:2023-11-06 作者: 点击:

海南水泥制品

1.何为熟料?它含有哪几种矿物?

所谓熟料,就是以氧化钙,氧化硅为主要成分的原料为主要原料,另加部分校正原料如铁粉等,以适当比例配制成生料,经高温煅烧至部分熔融,经冷却而获得的圆形颗粒物料。

熟料中含有4种矿物:(1)硅酸三钙,分子式为 3CaO.SiO2,简写为 C3S;(2)硅酸二钙,分子式为2CaO.SiO2, 简写为 C2S;(3)铝酸三钙,分子式为 3CaO.Al2O3,简写为 C3A;(4)铁铝酸四钙,分子式为 4CaO.Al2O3.Fe2O3,简写为 C4AF。

熟料中各种矿物含量一般为 C3S: 45%--59%, C2S:17%--30% ,C3A:6%--11% ,C4AF:10%--18%。

2.熟料中含有哪些氧化物?含量各是多少?

熟料中所含氧化物有:氧化钙(CaO) ,二氧化硅(SO3) ,三氧化二铁(Fe2O3)及少量氧化镁 (MgO) ,三氧化硫(SO3) ,氧化钾(K2O) ,其含量一般为:

CaO; 64%--68% ; SiO2: 20%--24%;

Al2O3: 4%--7%; Fe2O3: 3%--5.5%;

MgO:<4.5%;SO3<1%;K2O+Na2O<1%

3.熟料中各氧化物的来源及对煅烧的影响?

熟料中的 CaO 主要来源于石灰质原料,SiO2 主要来源于粘土,砂岩,Al2O3 主要来源于粘土或矾土;Fe2O3主要来源于铁粉,铁矿渣;MgO主要来源于石灰质原料,SO3主要来源于煤,石膏等;K2O+Na2O主要来源于粘土,煤灰。

CaO是熟料中的主要碱性氧化物,是生成 C3S, C2S, C3A, C4AF等矿物 不可少的成分,保持合适的CaO含量是提高熟料标号的必要措施之一,但含量过高或过低,将直接影响煅烧的难易程度。

SiO2是熟料中的酸性氧化物,经高温煅烧后可与CaO化合生成C3S, C2S, 其含量直接影响到C3S和C2S的生成,影响到熟料质量。但其含量高时,烧成困难,不易结块,粘性低,不易挂窑皮,易产生“飞砂” 现象。

Al2O3亦是熟料中的酸性氧化物,可与 CaO 作用生成铝酸三钙,含量高时 C3A 生成量多,而且易烧,粘性大。

Fe2O3是形成铁铝酸四钙的主要氧化物,增加其含量可降低熟料烧成温度,料易烧,粘性小,易结块。

MgO, SO3, K2O, Na2O均有助熔作用,又都是有害物质,含量多时,易造成水泥安定性不良,SO3, K2O, Na2O含量过高时,还会造成“硫碱圈”,导致预热器窑结皮堵塞,直接影响煅烧,这些成分含量适当时,料将好烧。

4.为何要控制熟料中 f-CaO 含量?

游离氧化钙(f-CaO)是熟料矿物形成后所剩余的 CaO,游离存在于熟料中,由于它的水化速度极慢,在水泥制品已经凝固后才开始消化,在水化过程中 f-CaO+H2O→Ca(OH)2,放出大量的热,体积膨胀 2.1 倍左右,使水泥石开裂,因此控制合理的f-CaO含量是保证水泥安定性的重要因素。

5.导致熟料中f-CaO含量高的原因有哪些?

熟料中 f-CaO 是重要的质量指标之一,其含量对强度及安定性均有直接的影响,导致熟料中 f-CaO 含量过高的因素比较复杂,只有掌握导致 f-CaO 含量过高的原因,才能采取相应措施加以克服。造成熟料中 f-CaO 过高的因素,主要有原料,配料,煤质,煅烧等控制不合理所致,具体原因有:

(1)生料均化不好。干法生产最易发生此问题,由于出磨生料质量不均,波动大,搭配放料又不好,造成入窑物料氧化钙一股高,一股低,烧成困难,物料反应不完全。

(2)出磨生料细度大,物料表面积相应减少,煅烧时反应速度减慢,反应不完全。

(3)煤粉质量差,灰分高,细度大,水分大,发热量低,燃烧不好,煅烧温度低,物料反应不完全,升重偏低。

(4)热工制度不稳定,有周期性慢车,窑内出现一股大料,一股小料,大料到烧成带后烧不住,甚至慢车还窜生料,烧成的熟料外包裹一层生料。

(5)料层过厚或短焰急烧,由于不按要求下料,下料量过大,或由于其他原因,都会造成料层过厚,物料不易烧透,熟料中f-CaO含量高。短焰急烧时,黑影近,窜生料,物料在烧成带停留时间短,物料反应不完全。

(6)煅烧温度不够。这种情况大多是操作不当所致。发生这种现象时,意味着温度不够,不能充分进行化学反应,熟料中残留的CaO多。

(7)喷煤管位置低,一次风用量小。该情况容易造成火焰软弱无力,燃烧不完全,烧成温度低。

(8)物料预烧不好。一般是由于下料过多或放松对窑尾和分解炉温度控制所致。物料到烧成带后难烧,甚至窜生料,慢窑亦出次料。

(9)结圈,掉窑皮,窑内热工制度不稳定,煅烧不正常,温度升不起来,加之窑皮本身 f-CaO 含量过高,虽经二次煅烧,但大块烧不透。

6. 何为烧失量?

在进行全分析时,试样经过 950-1000℃的高温灼烧后,所损失的重量称为烧失量。

7.什么是“飞砂” 现象和“飞砂料” ?

在煅烧中,由于种种因素影响,物料不易烧结,熟料颗粒小于 0.5 毫米,产生很多砂子状的细粉,从窑头缝中喷出,这种不易烧结产生大量细粉的现象称作“飞砂” 现象,这种熟料称为“飞砂料”。

8. 为何要控制入窑生料细度?

入窑生料细度一般要控制<10%(4900孔/cm2 筛余),因为生料粗细对物料化学反应及煅烧有很大影响,生料越细,表面接触面越大,传热快,易烧透,化学反应快而完全,为煅烧奠定良好的基础。但不宜过细,因过细时会降低磨机产量,增加飞扬损失。


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